EP1286848B1 - Verfahren zum betreiben einer fahrzeugsantriebsvorrichtung mit kontinuierlich verstellbarem getriebe (cvt) in einer bremseingriffsbetriebsart - Google Patents
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- F16H2061/66204—Control for modifying the ratio control characteristic
- F16H2061/66218—Control for modifying the ratio control characteristic dependent on control input parameters other than ambient conditions or driver's choice
Definitions
- the invention relates to a method for operating a drive device of a motor vehicle.
- the drive devices of motor vehicles usually include a motor and a transmission, via which the engine torque is transmitted to drive wheels.
- brake control units for special brake functions.
- brake functions are known, for example, under the terms traction control (ASR), electronic differential lock (EDS) and electronic stability program (ESP).
- ASR traction control
- EDS electronic differential lock
- ESP electronic stability program
- the transmission ratio of the automatic transmission is infinitely variable and thus enables optimum utilization of the engine torque.
- the transmission ratio is regulated by means of a transmission controller, with the control being able to take place according to certain predefined strategies.
- the US 5,218,541 A describes a method for controlling the torque ratio of a continuously variable transmission, based on the output signal of a device for detecting the condition of the road surface.
- the wheel driving force can be adapted to the nature of the road surface.
- the EP 0 896 895 A2 shows a driving force control device for a vehicle equipped with an antilock brake system and a continuously variable transmission. It describes how the effect of the engine brake in the phase in which the anti-lock braking system acts is reduced by controlling the engine and the continuously variable transmission.
- the invention has for its object to provide a method for operating a drive device of a motor vehicle, which allows an improvement in ride comfort with effective brake functions.
- the drive wheels of a motor vehicle are driven via a continuously variable automatic transmission by a motor, wherein a normal mode for normal driving operation is specified and a brake engagement mode in the event that a certain value exceeding slip of at least one of the drive wheels is detected , is specified.
- a normal motor torque value is specified as the setpoint of the motor torque of the motor.
- the brake engagement mode the engine torque is reduced by an engine intervention caused by a brake function to a lower than the normal engine torque value actual engine torque value.
- the difference between the normal engine torque value and the actual engine torque value is also determined as the difference torque, and a maximum desired drive speed for the drive speed of the automatic transmission is specified as a function of the differential torque. Under drive speed while the engine-side speed of the automatic transmission is understood, which is equal to the engine speed with the clutch closed.
- the maximum target drive speed is set in the brake engagement mode such that it is continuously reduced at a first threshold value exceeding the differential torque, wherein the reduction is advantageously carried out with a predeterminable rate of change and preferably a dependent on the driving speed minimum input speed Lower limit of the maximum target drive speed is not exceeded.
- a second threshold value lying below the first threshold value is defined as a further threshold value and the maximum target drive rotational speed of the automatic transmission is varied at a value of the differential torque that falls below the second threshold value in such a way that it is continuously increased to a specific limit value , wherein this increase preferably takes place at a speed dependent on the rate of change of the differential torque.
- the maximum target drive speed is held at a constant value at lying between the first and second threshold differential torque.
- the method according to the invention is used to operate the drive device of a motor vehicle, which has a motor and a continuously variable automatic transmission, i. H. a transmission with continuously variable transmission ratio includes.
- a transmission with continuously variable transmission ratio includes.
- the normal mode is provided for the normal driving operation and the brake engagement mode is provided in the event that at one of the drive wheels of the vehicle a certain Value exceeding slip occurs, which leads to the activation of a braking function.
- the control of the drive device will be explained in more detail below for a specific driving situation.
- FIG. 1 shows on the basis of the curve Mn the course of a hereinafter referred to as normal engine torque value engine torque value that would be obtained in the normal operating mode in the specific driving situation as a target value of the engine torque M.
- This is a value which is determined by an engine control unit, for example by means of a characteristic field, as a function of the accelerator pedal angle or throttle angle predetermining the driver's request and depending on various operating parameters.
- a high slip occurs on one of the drive wheels and the traction control becomes active as a brake function.
- the wheel speed and thus also the wheel torque at the drive wheels is controlled by a brake control unit.
- the drive device With the activation of the brake function, the drive device is also switched to the brake engagement mode and the engine torque M is reduced to an actual engine torque value Ma by the brake function acting on the engine control unit.
- the difference between the normal motor torque value Mn and the actual motor torque value Ma is determined as the difference torque Md, and the maximum target drive speed is varied depending on the difference torque Md such that the difference torque Md does not rise too high but still enough torque reserve for by the brake function control is left without the risk that the brake function is activated and deactivated within a short time-multiple times.
- the wheel speed of the drive wheels is determined in the brake engagement mode by the brake function, so that the input speed is controlled by varying the transmission ratio of the automatic transmission.
- the engine torque M is set by the engine control unit to the desired value.
- FIG. 2 represents the curve nn the curve of the maximum normal target drive speed, which is obtained in the normal mode as the maximum value of the target drive speed n, and the curve na represents the curve of the maximum target drive speed in the brake engagement mode.
- the maximum setpoint drive speed na is lowered in the brake engagement mode as soon as the difference torque Md has exceeded a first threshold value M1, ie at time t2.
- the reduction takes place at a certain rate of change and continues until the differential torque Md falls below the first threshold M1 again. This happens at time t3.
- a lower limit of the maximum target drive speed na a minimum, dependent on the driving speed input speed n0 is given.
- the specification of this minimum input speed n0 is such that no unexpectedly high input speed changes occur for the driver at the current driving speed or unexpectedly low drive speeds occur.
- the maximum target drive speed na is kept constant until the time t4, that is, until the differential torque Md falls below a second threshold M2 lying below the first threshold M1.
- This second threshold M2 is selected such that the torque reserve corresponding to the differential torque Md in the time interval t2 to t4 is sufficiently large to ensure safe performance of the brake function, so that the brake function is not activated and deactivated multiple times within a short time, resulting in a would lead to uneven speed behavior.
- the first threshold value M1 is then selected such that a hysteresis-shaped operating behavior results from the distance between the two threshold values M1, M2, so that the maximum nominal drive speed na does not change constantly in value.
- the maximum target drive speed na increases with a predefinable slew rate up to the maximum normal target drive speed nn as the limit value.
- This slew rate is set as a function of the time change of the difference torque Md such that the maximum target drive speed na increases with increased slew rate, when the difference torque Md, for example, due to a sudden increase in the coefficient of friction of the road increases very quickly.
- the maximum target drive speed na at the deactivation of the brake function, d. H. when switching to the normal mode is equal to the maximum normal target drive speed nn or at least in their vicinity.
- a threshold for the rate of change of the difference torque Md can be defined and it can be checked whether the rate of change of the difference torque Md is greater or less than the defined threshold.
- the rate of increase of the maximum target drive speed na can then be switched as a function of the comparison result between two values which differ, for example, by a factor of 2, wherein the switching succeeds such that a rapid change of the differential torque Md also a rapid change of the maximum target -Antriebsnaviere na entails.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
- Die Antriebsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen umfassen üblicherweise einen Motor und ein Getriebe, über das das Motormoment auf Antriebsräder übertragen wird. Zudem ist es üblich, Bremssteuergeräte für besondere Bremsenfunktionen vorzusehen. Derartige Bremsenfunktionen sind beispielsweise unter den Begriffen Antischlupfregelung (ASR), elektronische Differentialsperre (EDS) und elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) bekannt. Die besonderen Bremsenfunktionen sind aktiv, wenn eines oder mehrere der Räder des Kraftfahrzeugs einen einen bestimmten Wert überschreitenden Schlupf aufweisen.
- Bei einem Kraftfahrzeug mit stufenlosem Automatikgetriebe ist das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes stufenlos variierbar und ermöglicht somit die optimale Ausnutzung des Motormoments. Das Übersetzungsverhältnis wird hierzu mit einem Getrieberegler geregelt, wobei die Regelung nach bestimmten vordefinierten Strategien erfolgen kann.
- Die
US 5,218,541 A beschreibt ein Verfahren zur Regelung des Momentenverhältnisses eines stufenlos regelbaren Getriebes, basierend auf dem Ausgangssignal einer Vorrichtung zur Erkennung der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche. Somit kann die ein Rad antreibende Kraft an die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche angepasst werden. - Die
EP 0 896 895 A2 zeigt eine Antriebskraft-Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, ausgerüstet mit einem Antiblockier-Bremssytem und einem stufenlos regelbaren Getriebe. Darin wird beschrieben, wie die Wirkung der Motorbremse in der Phase, in der das Antiblockier-Bremssystem wirkt, durch Steuerung des Motors und des stufenlos regelbaren Getriebes reduziert wird. - Tritt nun an einem der Antriebsräder ein erhöhter Schlupf auf, so kann dies bei der Getrieberegelung zu einem Anstieg der Regelabweichung führen. Der Getrieberegler würde versuchen diese Regelabweichung auszuregeln, was zu schnellen Änderungen des Übersetzungsverhältnisses und somit zu schnellen Änderungen der Momente der Antriebsräder führen würde. Schnelle Änderungen der Momente der Antriebsräder würden jedoch die Wirksamkeit der Bremsenfunktionen beeinträchtigen und zu einer wiederholten Aktivierung und Deaktivierung der Bremsenfunktionen führen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes verhindert, solange eine der Bremsenfunktionen aktiv ist.
- Dies hat zur Folge, daß das Motormoment bei längerer Fahrt auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert, beispielsweise auf einer mit Schnee oder Eis bedeckten Fahrbahn, insbesondere bei einer Fahrt mit hohem Fahrpedalwinkel, d. h. bei einem hohen Beschleunigungswunsch des Fahrers, durch die Antischlupfregelung langanhaltend stark reduziert wird, die Motordrehzahl aber weiterhin auf hohem Niveau verbleibt. Dies führt zu einem störenden hohen Motorgeräusch.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das eine Verbesserung des Fahrkomforts bei wirksamen Bremsenfunktionen ermöglicht.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs über ein stufenloses Automatikgetriebe durch einen Motor angetrieben, wobei eine Normal-Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgegeben wird und eine Bremseingriffs-Betriebsart für den Fall, daß ein einen bestimmten Wert überschreitender Schlupf mindestens eines der Antriebsräder detektiert wird, vorgegeben wird. In der Normal-Betriebsart wird ein Normal-Motormomentwert als Sollwert des Motormoments des Motors vorgegeben. In der Bremseingriffs-Betriebsart wird das Motormoment durch einen durch eine Bremsenfunktion bewirkten Motoreingriff auf einen gegenüber dem Normal-Motormomentwert geringeren Ist-Motormomentwert reduziert. In der Bremseingriffs-Betriebsart wird ferner die Differenz zwischen dem Normal-Motormomentwert und dem Ist-Motormomentwert als Differenzmoment ermittelt und eine maximale Soll-Antriebsdrehzahl für die Antriebsdrehzahl des Automatikgetriebes in Abhängigkeit des Differenzmoments vorgegeben. Unter Antriebsdrehzahl wird dabei die motorseitige Drehzahl des Automatikgetriebes verstanden, die bei geschlossener Kupplung gleich der Motordrehzahl ist.
- Vorzugsweise wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl in der Bremseingriffs-Betriebsart derart vorgegeben, daß sie bei einem einen ersten Schwellwert überschreitenden Wert des Differenzmoments fortlaufend reduziert wird, wobei die Reduktion vorteilhafterweise mit einer vorgebbaren Änderungsgeschwindigkeit erfolgt und wobei vorzugsweise eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige minimale Antriebsdrehzahl als untere Grenze der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl nicht unterschritten wird.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird ein unterhalb des ersten Schwellwerts liegender zweiter Schwellwert als weiterer Schwellwert definiert und das die maximale Soll-Antriebsdrehzahl des Automatikgetriebes bei einem den zweiten Schwellwert unterschreitenden Wert des Differenzmoments derart variiert, daß sie fortlaufend bis auf einen bestimmten Grenzwert erhöht wird, wobei diese Erhöhung vorzugsweise mit einer von der Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments abhängigen Geschwindigkeit erfolgt.
- Vorteilhafterweise wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl bei zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert liegenden Differenzmoment auf konstantem Wert festgehalten.
- Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:
- es gewährleistet einen niedrigen Kraftstoffverbrauch bei längeren Fahrten mit aktiven Bremsenfunktionen, da der Motor nicht mit unnötig hohen Antriebsdrehzahlen betrieben wird;
- der Fahrkomfort wird durch die Reduzierung der Motorgeräusche verbessert, da der Motor nicht mit geringem Motormoment und trotzdem hohen Antriebsdrehzahlen betrieben wird;
- es wird eine bessere Unterstützung der Bremsenfunktionen gewährleistet, da diese nicht wiederholt aktiviert und deaktiviert werden und ihnen eine für die Regelung ausreichende Momentenreserve zur Verfügung gestellt wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel und der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- ein Zeitdiagramm der Motormomente,
- Figur 2
- ein Zeitdiagram der Antriebsdrehzahlen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Betreiben der Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeug eingesetzt, die einen Motor sowie ein stufenloses Automatikgetriebe, d. h. ein Getriebe mit stufenlos variierbarem Übersetzungsverhältnis, umfaßt. Bei der Steuerung der Antriebsvorrichtung wird zwischen einer Normal-Betriebsart und einer Bremseingriffs-Betriebsart unterschieden, wobei die Normal-Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgesehen ist und die Bremseingriffs-Betriebsart für den Fall vorgesehen ist, daß an einem der Antriebsräder des Fahrzeugs ein einen bestimmten Wert überschreitender Schlupf auftritt, der zur Aktivierung einer Bremsfunktion führt. Die Steuerung der Antriebsvorrichtung wird nachfolgend für eine bestimmte Fahrsituation näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt anhand der Kurve Mn der Verlauf eines im folgenden als Normal-Motormomentwert bezeichneten Motormomentwerts, den man in der Normal-Betriebsart bei der bestimmten Fahrsituation als Sollwert des Motormoments M erhalten würde. Es handelt sich hierbei um einen Wert, der in Abhängigkeit des den Fahrerwunsch vorgebenden Fahrpedalwinkels oder Drosselklappenwinkels und in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern von einem Motorsteuergerät, beispielsweise anhand eines Kennfeldes, ermittelt wird. - Zum Zeitpunkt t1 tritt ein hoher Schlupf an einem der Antriebsräder auf und die Antischlupfregelung wird als Bremsenfunktion aktiv. Hierdurch wird durch ein Bremssteuergerät die Raddrehzahl und somit auch das Radmoment an den Antriebsrädern gesteuert. Mit der Aktivierung der Bremsenfunktion wird auch die Antriebsvorrichtung in die Bremseingriffs-Betriebsart geschaltet und das Motormoment M durch die auf das Motorsteuergerät wirkende Bremsenfunktion auf einen Ist-Motormomentwert Ma reduziert.
- Während der Bremseingriffs-Betriebsart wird die Differenz zwischen dem Normal-Motormomentwert Mn und dem Ist-Motormomentwert Ma als Differenzmoment Md ermittelt und die maximale Soll-Antriebsdrehzahl wird in Abhängigkeit der Differenzmoments Md derart variiert, daß das Differenzmoment Md nicht zu hoch ansteigt, daß aber doch noch genügend Momentenreserve für die durch die Bremsenfunktion durchgeführte Regelung übrig bleibt, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Bremsenfunktion innerhalb kurzer Zeit-mehrfach aktiviert und deaktiviert wird.
- Die Raddrehzahl der Antriebsräder wird in der Bremseingriffs-Betriebsart durch die Bremsenfunktion bestimmt, so daß die Antriebsdrehzahl durch Variation des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes gesteuert wird. Das Motormoment M wird dabei durch das Motorsteuergerät auf den gewünschten Wert eingestellt.
- In
Figur 2 stellt die Kurve nn den Verlauf der maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl dar, den man in der Normal-Betriebsart als Maximalwert der Soll-Antriebsdrehzahl n erhält, und die Kurve na stellt der Verlauf der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl in der Bremseingriffs-Betriebsart dar. - Gemäß
Figur. 2 wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na in der Bremseingriffs-Betriebsart abgesenkt, sobald das Differenzmoment Md einen ersten Schwellwert M1 überschritten hat, also zum Zeitpunkt t2. Die Absenkung erfolgt dabei mit einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit und dauert solange, bis das Differenzmoment Md den ersten Schwellwert M1 wieder unterschreitet. Dies geschieht zum Zeitpunkt t3. Als untere Grenze der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl na wird dabei eine minimale, von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Antriebsdrehzahl n0 vorgegeben. Die Vorgabe dieser minimale Antriebsdrehzahl n0 erfolgt derart, daß für den Fahrer bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit keine unerwartet hohen Antriebsdrehzahl-Änderungen auftreten oder unerwartet niedrige Antriebsdrehzahlen entstehen. - Ab dem Zeitpunkt t3 wird die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na bis zum Zeitpunkt t4 konstantgehalten, also solange, bis das Differenzmoment Md einen unterhalb des ersten Schwellwerts M1 liegenden zweiten Schwellwert M2 unterschreitet. Dieser zweite Schwellwert M2 wird derart gewählt, daß die dem Differenzmoment Md entsprechende Momentenreserve im Zeitintervall t2 bis t4 ausreichend groß ist, um eine sichere Durchführung der Bremsenfunktion zu gewährleisten, so daß die Bremsenfunktion nicht innerhalb kurzer Zeit mehrfach aktiviert und deaktiviert wird, was zu einem unruhigen Drehzahlverhalten führen würde. Der erste Schwellwert M1 wird dann derart gewählt, daß aus dem Abstand zwischen den beiden Schwellwerten M1, M2 ein hystereseförmiges Betriebsverhalten resultiert, so daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na sich im Wert nicht ständig verändert.
- Ab dem Zeitpunkt t4 steigt die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na mit einer vorgebbaren Anstiegsgeschwindigkeit bis zur maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl nn als Grenzwert an.
- Diese Anstiegsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit der zeitlichen Änderung des Differenzmoments Md derart vorgegeben, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na mit erhöhter Anstiegsgeschwindigkeit ansteigt, wenn das Differenzmoment Md, beispielsweise aufgrund einer schlagartigen Erhöhung des Reibwerts der Fahrbahn, sehr schnell ansteigt. Somit wird gewährleistet, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl na bei der Deaktivierung der Bremsfunktion, d. h. bei der Umschaltung in die Normal-Betriebsart, gleich der maximalen Normal-Sollantriebsdrehzahl nn ist oder zumindest in deren Nähe liegt. Beispielsweise kann eine Schwelle für die Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments Md definiert werden und geprüft werden, ob die Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments Md größer oder kleiner als die definierte Schwelle ist. Die Anstiegsgeschwindigkeit der maximaler Soll-Antriebsdrehzahl na läßt sich dann in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen zwei Werten umschalten, die sich beispielsweise um den Faktor 2 voneinander unterscheiden, wobei die Umschaltung derart erfolg, daß eine schnelle Änderung des Differenzmoments Md auch eine schnelle Änderung der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl na zur Folge hat.
Claims (7)
- Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem Antriebsräder des Kraftfahrzeugs über ein stufenloses Automatikgetriebe durch einen Motor angetrieben werden, wobei- eine Normal-Betriebsart für den normalen Fahrbetrieb vorgegeben wird,- eine Bremseingriffs-Betriebsart für den Fall vorgegeben wird, daß ein einen bestimmten Wert überschreitender Schlupf an mindestens einem der Antriebsräder detektiert wird,- in der Normal-Betriebsart ein Normal-Motormomentwert (Mn) als Sollwert des Motormoments (M) des Motors vorgegeben wird,dadurch gekennzeichnet, dass in der Bremseingriffs-Betriebsart das Motormoment (M) gegenüber dem Normal-Motormomentwert (Mn) auf einen Ist-Motormomentwert (Ma) reduziert wird, die Differenz zwischen dem Normal-Motormomentwert (Mn) und dem Ist-Motormomentwert (Ma) als Differenzmoment (Md) ermittelt wird und eine maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) für die Antriebsdrehzahl (n) des Automatikgetriebes in Abhängigkeit des Differenzmoments (Md) vorgegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) in der Bremseingriffs-Betriebsart bei einem einen ersten Schwellwert (M1) überschreitenden Wert des Differenzmoments (Md) reduziert wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl (na) mit einer vorgebbaren Änderungsgeschwindigkeit erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb des ersten Schwellwerts (M1) liegender zweiter Schwellwert (M2) definiert wird und daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) bei einem den zweiten Schwellwert (M2) unterschreitenden Wert des Differenzmoments (Md) erhöht wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der maximalen Soll-Antriebsdrehzahl (na) mit einer von der Änderungsgeschwindigkeit des Differenzmoments (Md) abhängigen Anstiegsgeschwindigkeit erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) bei zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert (M1, M2) liegendem Differenzmoment (Md) konstant gehalten wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige minimale Antriebsdrehzahl (n0) als untere Grenze für die maximale Soll-Antriebsdrehzahl (na) vorgegeben wird.
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